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Die Erfindung betrifft ein Klebeband und ein Verfahren zum Ummanteln von langgestrecktem Gut, insbesondere Kabelsätzen.
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Seit geraumer Zeit werden in der Industrie Klebebänder zur Herstellung von Kabelbäumen verwendet. Die Klebebänder werden zum Bündeln einer Vielzahl von elektrischen Leitungen vor dem Einbau oder in bereits montiertem Zustand eingesetzt, um beispielsweise den Raumbedarf des Leitungsbündels durch Bandagieren zu reduzieren und zusätzlich Schutzfunktionen wie Schutz gegen mechanische und/oder thermische Beanspruchung zu erreichen. Gängige Formen von Klebebändern umfassen Folien- oder Textilträger, die in der Regel einseitig mit Haftklebemassen beschichtet sind. Klebebänder zum Ummanteln von langgestreckten Gütern sind beispielsweise aus der
EP 1 848 006 A2 , der
DE 10 2013 213 726 A1 , und der
EP 2 497 805 A1 .
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Derzeitige mit Klebeband umwickelte Kabelstränge sind in der Regel nicht ausreichend formgebend und formstabil. Dies ist jedoch aus fertigungstechnischen Gründen oft unerwünscht. In der Fertigung werden die Kabelstränge in der Regel zu einem Kabelplan vorgefertigt und dann in das zu bestückende Objekt wie beispielsweise Automobile eingesetzt. Ein Kabelsatzplan entspricht der tatsächlichen räumlichen Anordnung der einzelnen Kabelstränge in dem Kabelsatz, also welcher Kabelstrang an welcher Stelle in welchem Winkel gebogen ist, wo sich Positionen von Abzweigen oder Ausbindungen befinden und mit welchen Steckern die Enden der Kabelstränge belegt sind.
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Um die einzelnen Stränge des Kabelsatzes in einer bestimmten Form zu halten, so dass sie zum Beispiel in Türen und Kofferraumklappen geführt werden können, werden um den mit Klebeband umwickelten Kabelbaum üblicherweise nachträglich Spritzgussteile oder Plastik- beziehungsweise Gummiführungen, im weiteren als Führungen bezeichnet, angebracht. Diese Spritzgussteile und Führungen haben aber den Nachteil, dass ein zusätzlicher Material- und Montageaufwand anfällt. Besonders bei Spritzgussteilen liegt die Hauptaufgabe auf sicheren Positionierung an einem gewünschten Ort, so dass diese Teile meist sehr geringe Flexibilitäten aufweisen. Bei den Übergängen von starren zu beweglichen Komponenten wie zum Beispiel bei Türen, Kofferraumklappen, elektrisch schwenkbaren Außenspiegeln ist ein gewisses Maß an Flexibilität jedoch zwingend erforderlich, um die Funktionen der beweglichen Komponenten im vollen Umfang aufrecht zu erhalten.
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In der
WO 2015/004190 A1 wird ein Verfahren zum Ummanteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Leitungen oder Kabelsätzen offenbart, bei dem das langgestreckte Gut mit einem Klebeband mit darauf aufgebrachter aushärtbarer Klebemasse in einer Schraubenlinie oder in axialer Richtung umhüllt wird und die auf dem Klebeband aufgebrachte Klebemasse durch Zufuhr von Strahlungsenergie wie Wärme ausgehärtet wird. Zur thermischen Aushärtung wird dabei eine Temperatur von 175°C angewendet.
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Nachteilig bei diesem Verfahren ist die hohe Aushärtungstemperatur, die bei der Montage von Kabelsträngen während des Fertigungsprozesses beispielsweise in der Automobilindustrie wenig praktikabel ist, insbesondere weil die oft aus PVC gefertigten Kabelisolierungen beschädigt werden können. Folglich werden bislang Kabelpläne nur in vorgefertigten Spritzgussformen verlegt. Dies ist mit hohem Fertigungsaufwand verbunden.
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Daher sind Klebebänder wünschenswert, die bei höchstens 110°C, bevorzugt höchstens 100°C, weiter bevorzugt bei etwa Raumtemperatur aushärten, damit die Umhüllung von Klebebändern in den Fertigungsprozessen der Kabelbäume beziehungsweise Kabelpläne integriert werden kann. Die Klebebänder müssen nach dem Aushärten die geforderten Anforderungen an Formstabilität und Flexibilität aufweisen. Andererseits dürfen die Klebemassen nicht schon bei der Lagerung aushärten, da sie ansonsten nicht mehr verwendbar sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Klebeband zum Ummanteln von langgestrecktem Gut zur Verfügung zu stellen, das die oben beschriebenen Anforderungen erfüllt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, ein Verfahren zum Ummanteln von langgestrecktem Gut unter Verwendung des erfindungsgemäßen rigiden Klebebands sowie ein mit dem Verfahren erhältliches Produkt zur Verfügung zu stellen.
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Zur Lösung der technischen Probleme wird ein Klebeband zum Ummanteln von langgestrecktem Gut vorgeschlagen, umfassend einen bandförmigen Träger, der auf mindestens einer Seite mit einer zinnfreien, bei Raumtemperatur härtbaren Silikonelastomerzusammensetzung beschichtet ist, wobei die ungehärtete Zusammensetzung eine Williams-Plastizität von 100 bis 350 bei 25°C, bevorzugt 100 bis 250 bei 25°C aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem langgestreckten Gut um einen Kabelstrang, der ein Bündel aus mehreren Kabeln, wie 3 bis 1000 Kabeln, bevorzugt 10 bis 500 Kabeln, insbesondere zwischen 50 und 300 Kabeln umfasst.
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Bevorzugt ist die zinnfreie, bei Raumtemperatur härtbare Silikonelastomerzusammensetzung ein Kit, das folgende Komponenten umfasst:
- a) ein endständiges Basispolymer, das ein Polysiloxan oder eine Mischung aus Polysiloxanen mit einer Viskosität von mindestens 150.000 mPas bei 25°C und terminalen Di-(C2-4)-Alkoxysilylgruppen umfasst,
- b) 2 bis 20 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile des Basispolymers eines teilchenförmigen Verstärkerfüllstoffs;
- c) 30ρ bis 50p Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile des Basispolymers eines teilchenförmigen Nicht-Verstärkerfüllstoffs, wobei ρ die mittlere Dichte des teilchenförmigen Nicht-Verstärkerfüllstoffs ist;
- d) einen Vernetzungskatalysator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Titanoxiden und organischen Zirkonoxiden.
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Derartige Raumtemperatur härtbare Silikonelastomerzusammensetzungen sind in der
WO 2018/109425 A1 und der
WO 2018/109493 A1 beschrieben, auf die hier vollständig Bezug genommen wird.
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Das Basispolymer kann ein oder mehrere Polymere der allgemeinen Formel:
-[-Si(R1) (R2)-O-]- umfassen, wobei R
1 und R
2 unabhängig ausgewählt sind aus linearen oder verzweigten (C
1-6)-Alkylgruppen, linearen oder verzweigten (C
2-6) -Alkenylgruppen, linearen oder verzweigten (C
2-4) -Haloalkylgruppen und Phenylgruppen, wie in der
WO 2018/109425 A1 beschrieben. So können R
1 und R
2 beispielsweise unabhängig ausgewählt sein aus einer Methylgruppe, einer Ethylgruppe, einer Trifluormethylgruppe, einer 2,2,2-Trifluorethylgruppe, einer 3,3,3-Trifluorpropylgruppe und einer 4,4,4-Trifluorpropylegruppe. Das Basispolymer kann ein Hydroxy-terminales Polysiloxan oder eine Mischung von Hydroxy-terminalen Polysiloxanen aufweisen. Die Hydroxy-terminalen Polysiloxane können die allgemeine Formel:
HO- [-Si(R1)(R2)-O-]n-[-Si(R1)(R2)-OH aufweisen, wobei R
1 und R
2 wie oben beschrieben sind und n ausgewählt ist, so dass das Hydroxy-terminale Polysiloxan oder die Mischung von Hydroxy-terminalen Polysiloxanen eine Viskosität von mindestens 150.000 mPas bei 25°C aufweist. Die Viskosität des Basispolymers beträgt vorzugsweise von 150.000 mPas bis 1.000.000 mPas, bevorzugter 250.000 mPas bis 500.000 mPas, wie in der
WO 2018/109425 A1 beschrieben.
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Die terminalen Di-(C
2-4)-Alkoxysilylgruppen können die allgemeine Formel:
-SiRa(ORb)(ORc) aufweisen, wobei R
a ausgewählt ist aus linearen oder verzweigten (C
1-10) -Alkylgruppen, linearen oder verzweigten (C
2-8) -Alkenylgruppen, einer (C
6-10)-Arylgruppe, wobei jede der vorgenannten Gruppen unabhängig mit einem oder mehreren von einer Halogengruppe, einer Cyanogruppe, einer Amidylgruppe, einer -NHR
e-Gruppe, einer -NR
eR
f-Gruppe, einer -O
eR-Gruppe, einer -C(=O)R
e-Gruppe, einer Carboxylgruppe, einer Glycidylgruppe und einer Sulfanylgruppe, wobei R
b und R
c unabhängig ausgewählt sind aus linearen oder verzweigten (C
2-4)-Alkylgruppen und R
e und R
f unabhängig ausgewählt sind aus linearen oder verzweigten (C
1-6)-Alkylgruppen, wie in der
WO 2018/109425 A1 beschrieben. Beispielsweise kann R
a eine Methyl- oder Vinylgruppe und R
b und R
c unabhängig eine Ethylgruppe, eine n-Propylgruppe oder eine Isopropylgruppe sein.
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Die organischen Titanoxide und organischen Zirkonoxide können durch die allgemeine Formel:
M(ORg)a(Rh)4-a dargestellt werden, wobei M Titan oder Zirkonium ist, jedes R
g unabhängig eine lineare oder verzweigte (C
1-12)-Alkylgruppe ist und jedes R
h ein unabhängig ein Ligand mit der allgemeinen Formel
R'-C(-O-)=CH-C(=O)-R'' ist, wobei R' und R'' jeweils unabhängig eine lineare oder verzweigte (C
1-6)-Alkylgruppe oder eine lineare oder verzweigte (C
1-6)-Alkoxygruppe und n eine ganze Zahl von
0 bis
4 ist, wie in der
WO 2018/109425 A1 beschrieben.
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Der Vernetzungskatalysator kann beispielsweise ausgewählt sein aus Diisobutoxy-bis(ethylacetat)titanat, Titan-Diisobutoxidbis(acetylacetonat), Titan-Diisopropoxid-bis(acetylacetonat), Titan-Diisopropoxid-bis(ethylacetoaetat) und Dibutoxid-bis(acetylacetonat) .
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Der mindestens eine teilchenförmige Verstärkerfüllstoff hat vorzugsweise eine B.E.T-Oberfläche von mindestens 60 m2/g, beispielsweise 60 m2/g bis 450 m2/g, bevorzugter 80 m2/g bis 150 m2/g. Der teilchenförmige Verstärkerfüllstoff ist bevorzugt ausgewählt aus Talkum, Caliumcarbonat, Caliumsilikat, Glimmer, Bariumsulfat, gefällter Kieselsäure und Mischungen davon.
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Der mindestens eine teilchenförmige Nicht-Verstärkerfüllstoff kann ein Füllstoff mit einer nadelartigen Struktur umfassen, vorzugsweise mit einer durchschnittlichen Teilchenlänge (L50) von mindestens 5 µm, wie 5 µm bis 90 µm, bevorzugt 10 µm bis 30 µm. Der teilchenförmige Nicht-Verstärkerfüllstoff ist bevorzugt ein anorganischer Mineralfüllstoff, beispielsweise ausgewählt aus Tafelspat (Wollastonit), Aluminiumborat und Mischungen davon.
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Der Füllstoff mit einer nadelartiger Struktur kann in Mengen von beispielsweise 20 Gew.-% bis 75 Gew.-% auf Basis des Gesamtgewichts des mindestens einen teilchenförmigen Nicht-Verstärkerfüllstoffs vorhanden sein, wie in der
WO 2018/109425 A1 beschrieben.
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Die härtbare Silikonelastomerzusammensetzung kann weiterhin Adhäsionspromotoren, Stabilisatoren, faserartige Füllstoffe, und/oder Farbstoffe enthalten, wie in der
WO 2018/109425 A1 beschrieben.
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Die härtbare Silikonelastomerzusammensetzung, die hier als Matrixpolymer wirkt, bildet einen selbsttragenden dreidimensionalen Film aus (wobei die räumliche Ausdehnung in Dickenrichtung des Films in der Regel sehr viel kleiner ist als die räumlichen Ausdehnungen in Längs- und Querrichtung, also als in den zwei Raumrichtungen der Flächenausdehnung des Films; zur Bedeutung des Begriffs „Film“ siehe hierzu auch weiter unten).
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Die härtbare Silikonelastomerzusammensetzung ist im unausgehärteten Zustand formbar. Im ausgehärteten geformten Zustand bleibt sie flexibel und nimmt nach einer Beanspruchung (Auslenkung, Biegung) wieder die geformte Geometrie an.
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Als Träger können alle bekannten Folien und textilen Träger wie Gestricke, Gelege, Bänder, Geflechte, Nadelflortextilien, Filze, Gewebe (umfassend Leinwand-, Köper und Atlasbindung), Gewirke (umfassend Kettenwirkware und Strickware) oder Vliese verwendet werden, wobei unter „Vlies“ zumindest textile Flächengebilde gemäß EN 29092 (1988) sowie Nähwirkvliese und ähnliche Systeme zu verstehen sind. Besonders vorteilhaft ist ein Klebeband, bei dem als Träger ein Gewebe, ein Vlies oder ein Gewirke eingesetzt wird. Derartige Träger sind beispielsweise in der
WO 2015/004190 A1 beschrieben, auf die hier vollständig Bezug genommen wird.
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Des Weiteren können Abstandsgewebe und -gewirke mit Kaschierung verwendet werden. Derartige Abstandsgewebe werden in der
EP 0 071 212 B1 offenbart. Abstandsgewebe sind mattenförmige Schichtkörper mit einer Deckschicht aus einem Faser- oder Filamentvlies, einer Unterlagsschicht und zwischen diesen Schichten vorhandene einzelne oder Büschel von Haltefasern, die über die Fläche des Schichtkörpers verteilt durch die Partikelschicht hindurchgenadelt sind und die Deckschicht und die Unterlagsschicht untereinander verbinden.
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Als Vliesstoffe kommen besonders verfestigte Stapelfaservliese, jedoch auch Filament-, Meltblown- sowie Spinnvliese in Frage, die meist zusätzlich zu verfestigen sind. Als mögliche Verfestigungsmethoden sind für Vliese die mechanische, die thermische sowie die chemische Verfestigung bekannt. Besonders vorteilhaft haben sich Vliese erwiesen, die insbesondere durch ein Übernähen mit separaten Fäden oder durch Vermaschen verfestigt sind. Derartige verfestigte Vliese werden beispielsweise auf Nähwirkmaschinen des Typs „Malimo“ der Firma Karl Mayer, ehemals Malimo, hergestellt und sind unter anderem bei der Firma Hoftex Group AG beziehbar.
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Als Träger kann weiterhin ein Vlies vom Typ Kunit oder Multiknit verwendet werden. Ein Kunitvlies ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus der Verarbeitung eines längsorientierten Faservlieses zu einem Flächengebilde hervorgeht, das auf einer Seite Maschen und auf der anderen Maschenstege oder Polfaser-Falten aufweist, aber weder Fäden noch vorgefertigte Flächengebilde besitzt. Auch ein derartiges Vlies wird beispielsweise auf Nähwirkmaschinen des Typs „Malimo“ der Firma Karl Mayer schon seit längerer Zeit hergestellt.
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Ein Multiknitvlies ist gegenüber dem Kunitvlies dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies durch das beidseitige Durchstechen mit Nadeln sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite eine Verfestigung erfährt. Als Ausgangsprodukt für ein Multiknit dienen in der Regel ein beziehungsweise zwei nach dem Kunit-Verfahren hergestellte einseitig vermaschte Polfaser-Vlieswirkstoffe. Im Endprodukt sind beide Vliesstoffoberseiten durch Faservermaschungen zu einer geschlossenen Oberfläche geformt und durch nahezu senkrecht stehenden Fasern miteinander verbunden. Die zusätzliche Einbringbarkeit weiterer durchstechbarer Flächengebilde und/oder streufähiger Medien ist gegeben.
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Schließlich sind auch Nähvliese als Vorprodukt geeignet, einen erfindungsgemäßen Träger und ein erfindungsgemäßes Klebeband zu bilden. Ein Nähvlies wird aus einem Vliesmaterial mit einer Vielzahl parallel zueinander verlaufender Nähte gebildet. Diese Nähte entstehen durch das Einnähen oder Nähwirken von durchgehenden textilen Fäden. Für diesen Typ Vlies sind Nähwirkmaschinen des Typs „Malimo“ der Firma Karl Mayer bekannt.
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Besonders geeignet sind auch Nadelvliese. Beim Nadelvlies wird ein Faserflor zu einem Flächengebilde mit Hilfe von mit Widerhaken versehenen Nadeln. Durch wechselndes Einstechen und Ausziehen der Nadeln wird das Material auf einem Nadelbalken verfestigt, wobei sich die Einzelfasern zu einem festen Flächengebilde verschlingen.
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Weiterhin besonders vorteilhaft ist ein Stapelfaservlies, das im ersten Schritt durch mechanische Bearbeitung vorverfestigt wird oder das ein Nassvlies ist, das hydrodynamisch gelegt wurde, wobei zwischen 2 Gew.-% und 50 Gew.-% der Fasern des Vlieses Schmelzfasern sind, insbesondere zwischen 5 Gew.-% und 40 Gew.-% der Fasern des Vlieses. Ein derartiges Vlies ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern nass gelegt werden oder zum Beispiel ein Stapelfaservlies durch die Bildung von Maschen aus Fasern des Vlieses durch Nadelung, Vernähung, Luft und/oder Wasserstrahlbearbeitung vorverfestigt wird. In einem zweiten Schritt erfolgt die Thermofixierung, wobei die Festigkeit des Vlieses durch das Auf- oder Anschmelzen der Schmelzfasern nochmals erhöht wird.
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Vorteilhaft und zumindest bereichsweise weist der Träger eine ein- oder beidseitig glattgeschliffene Oberfläche auf, vorzugsweise jeweils eine vollflächig glattgeschliffene Oberfläche. Die glattgeschliffene Oberfläche mag gechintzt sein, wie es beispielsweise in der
EP 1 448 744 A1 erläutert wird. Auf diese Weise wird die Abweisbarkeit von Schmutz verbessert.
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Als Ausgangsmaterialien für den Träger sind insbesondere (Chemie-)Fasern (Stapelfaser oder Endlosfilament) aus synthetischen Polymeren, auch synthetische Fasern genannt, aus Polyester wie Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyimid, Aramid, Polyolefin, Polyacrylnitril oder Glas, (Chemie)Fasern aus natürlichen Polymeren wie zellulosische Fasern (Viskose, Modal, Lyocell, Cupro, Acetat, Triacetat, Cellulon), wie Gummifasern, wie Pflanzeneiweißfasern und/oder wie Tiereiweißfasern und/oder natürliche Fasern aus Baumwolle, Sisal, Flachs, Seide, Hanf, Leinen, Kokos oder Wolle vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die genannten Materialien beschränkt, sondern es können, für den Fachmann erkenntlich ohne erfinderisch tätig werden zu müssen, eine Vielzahl weiterer Fasern zur Herstellung des Vlieses eingesetzt werden.
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Des Weiteren sind Garne, gefertigt aus den angegebenen Rohstoffen, ebenfalls geeignet. Bei Geweben oder Gelegen können einzelne Fäden aus einem Mischgarn hergestellt werden, also synthetische und natürliche Bestandteile aufweisen. In der Regel sind die Kettfäden und die Schussfäden jedoch jeweils sortenrein ausgebildet.
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Bevorzugt wird als Material für den Träger Polyester verwendet, aufgrund der hervorragenden Alterungsbeständigkeit und der hervorragenden Medienbeständigkeit gegenüber Chemikalien und Betriebsmitteln wie Öl, Benzin, Frostschutzmittel u.ä. Darüber hinaus hat Polyester den Vorteil, dass sie zu einem sehr abriebfesten und temperaturbeständigen Träger führen, was für den speziellen Einsatzzweck zur Bündelung von Kabeln in Automobilen und beispielsweise im Motorraum von besonderer Wichtigkeit ist.
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Vorteilhaft liegt das Flächengewicht des textilen Trägers zwischen 30 g/m2 und 300 g/m2 weiter vorteilhaft zwischen 50 g/m2 und 200 g/m2, besonders vorteilhaft zwischen 50 g/m2 und 150 g/m2, ganz besonders vorteilhaft zwischen 70 g/m2 und 130 g/m2.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden als Träger ein Gewebe oder ein Vlies aus Polyester eingesetzt, die ein Flächengewicht zwischen 50 g/m2 und 150 g/m2 aufweisen.
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Vorteilhaft liegt der Masseauftrag der auf dem Träger aufgebrachten und/oder in den Träger eingebrachten Silikon-elastomerzusammensetzung zwischen 30 g/m2 und 400 g/m2, weiter vorteilhaft zwischen 100 g/m2 und 250 g/m2, besonders vorteilhaft zwischen 100 g/m2 und 200 g/m2. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Masseauftrag bei gewebten Textilen und Vliesstoffen zwischen 50 g/m2 und 400 g/m2, weiter vorteilhaft zwischen 100 g/m2 und 250 g/m2, besonders vorteilhaft zwischen 100 g/m2 und 200 g/m2 und bei Folien zwischen 30 g/m2 und 400 g/m2, weiter vorteilhaft zwischen 50 g/m2 und 250 g/m2, besonders vorteilhaft zwischen 70 g/m2 und 200 g/m2.
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Das fertig beschichtete Material wird vorzugsweise in eine Breite von 20±2 mm (jede andere Breite ist ebenfalls denkbar) geschnitten und bei Anwendung zur Umwicklung von langgestrecktem Gut spiralförmig mit einer Überlappung von 50% um das langgestreckte Gut - wie ein Kabelbündel - gewickelt.
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Das fertig beschichtete Material wird vorzugsweise mit einer Schutzfolie versehen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Klebeband, welches bei der flexiblen Formgebung Anwendung findet. Besonders vorteilhaft gestaltet sich die Anwendung an Übergängen von starren zu beweglichen Komponenten, da an diesen Positionen eine hohe und immer wiederkehrende Beanspruchung auf den Kabelstrang wirkt, die häufig zu Ermüdung der Kabelummantelung führt. Durch den Einsatz von härtbaren Silikonelastomerzusammensetzungen im Klebeband wird eine kontrollierte Auslenkung des gesamten Kabelstranges ermöglicht. Dabei sorgt die härtbare Silikonelastomerzusammensetzung dafür, dass die Kabelummantelungen keine direkte Reibung an den Übergängen von starren zu beweglichen Komponenten erfährt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass durch die angestrebte Rückstellkraft der härtbaren Silikonelastomerzusammensetzung die Kabelstränge nur eine minimal nötige Auslenkung erfahren, so dass der gesamte Kabelstrang weniger Belastung ausgesetzt wird, als zum Beispiel beim Einsatz von Faltenbälgen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zum Ummanteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Leitungen oder Kabelsätzen, wobei ein wie zuvor beschriebenes Klebeband in einer Schraubenlinie um das langgestreckte Gut geführt wird oder das langgestreckte Gut in axialer Richtung von dem Klebeband umhüllt wird, das langgestreckte Gut mitsamt dem umhüllenden Klebeband in die gewünschte Anordnung, insbesondere in den Kabelsatzplan gebracht wird, das langgestreckte Gut in dieser Anordnung gehalten wird, die aushärtbare Klebemasse zum Aushärten gebracht wird.
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Alternativ wird ein Verfahren zum Ummanteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Leitungen oder Kabelsätzen vorgeschlagen, wobei ein wie zuvor beschriebenes Klebeband in einer Schraubenlinie um das langgestreckte Gut geführt wird oder das langgestreckte Gut in axialer Richtung von dem Klebeband umhüllt wird, das langgestreckte Gut mitsamt dem umhüllenden Klebeband in die gewünschte Anordnung, insbesondere in den Kabelsatzplan gebracht wird, das langgestreckte Gut in dieser Anordnung gehalten wird, während das Silikonelastomer aushärtet.
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Das Band wird vorzugsweise spiralförmig mit einer Überlappung von 30% bis 70%, bevorzugter 40 bis 50%, insbesondere etwa 50% um das langgestreckte Gut umwickelt.
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Schließlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf einen mit dem erfindungsgemäßen, gehärteten Klebeband ummantelten Kabelstrang und auf einen nach dem erfindungsmäßen Verfahren hergestellten Kabelstrang.
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Die Bestimmung der Williamsplastizität (W.P.) erfolgt nach der Methode, die in der
WO 2018/109425 A1 angegeben ist.
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Beispiele:
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Beispiel 1 - Herstellung eines Klebebands
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Für die Herstellung der härtbaren Silikonelastomerzusammensetzung werden 100 Gewichtsteile eines hydroxy-terminierten Polydimethylsiloxan mit einer Viskosität von 400.000 mPas bei 25°C wird mit 2,45 Teilen Vinyltriethoxysilan funktionalisiert, um ein endständiges Polysiloxan zu ergeben, welches eine terminierte Vinyltriethoxysiloxan-Gruppe besitzt. Diese Verbindung wurde mit 15,5 Teilen Poly(diemethlsiloxan) behandelter pyrogener Kieselsäure (Cabosil™ TS720), 82,7 Teile (first grade) Talkum (Magsil™ D200), 26,1 Teile (second grade) Talkum (Magsil™ 2628c), 10,8 Teile Sil-Cell™ 35/34, 1,03 Teile 3- Glycidyloxypropyltriethoxysilan (GLYEO), 1,94 Teile Diisobutoxybisethylacetoacetatotitanat, 2,45 Teile Methyltriethoxysilan (MTES) and 0,52 Teile rotem HTV Pigment (Holcosil™) vermischt.
Auf einen 220 µm dicker PET-Gewebeträger mit einem Flächengewicht von 130 g/m2 wurde die oben beschriebene härtbare Silikonelastomerzusammensetzung mit Hilfe einer Presse bei 22 °C und einem Druck von ca. 150 bar zwischen einer mit Fluorsilikon beschichteten 50 µm PET Folie und einem 220 µm dickem PET Gewebeträger zu einem Film, mit einer Dicke von ca. 500 µm, ausgepresst. Anschließend wurde das Material zu Streifen in einer Breite von 20 mm geschnitten.
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Beispiel 2 - Biegeprüfung zur Ermittlung der Steifigkeit
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Ein Prüfmuster, bestehend aus 250 Einzelleitungen mit einem Leitungsquerschnitt von 0,35 mm2, wurde mithilfe eines 9 mm breiten Klebebandes (tesa 51618) zu einem Musterleitungssatz gebündelt, so dass der Musterleitungssatz einen Durchmesser von 23±5 mm und eine Länge von 300±50 mm aufwies. Dieser Musterleitungssatz wurde mit dem versteifenden Material spiralförmig umwickelt, wobei ein Überlapp von 50% gewährleistet wurde. Anschließend wurde das versteifende Material mittels Feuchtigkeit gehärtet.
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Der gehärtete Musterleitungssatz wurde einer Biegeprüfung unterzogen, um den Einfluss des versteifenden Materials auf die Steifigkeit zu bestimmen. Die Biegeprüfung wurde an einer Zugprüfmaschine vorgenommen. Dafür wurde der Musterleitungssatz auf zwei Backen mit einem Abstand von 70 mm gelegt und mittig mit einer Druckfinne um einen Weg von 30 mm eingedrückt und belastet. Die für die Verformung des Messwegs nötige Kraft wurde von einer Zugprüfmaschine in Newton aufgezeichnet. Die Prüfgeschwindigkeit betrug 100 mm/min, sowohl bei der Belastung, als auch bei der Entlastung des Musterleitungssatzes. Die Prüfung wurde an 3 verschiedenen Stellen des Leitungssatzes (Anfang, Mitte und Ende) durchgeführt. Die Biegekraft resultiert aus dem Mittelwert der drei Einzelmessungen und wurde in drei Kategorien wie folgt bewertet:
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Bewertungskategorien 3-Punkt Biegeversuch:
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- + gut geeignet für die Anwendung (250 - 350 N)
- O eingeschränkt geeignet für die Anwendung (200-250 N und 350-400 N)
- - nicht geeignet für die Anwendung (<200 und >400 N)
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Zum Vergleich wurde ein kommerziell erhältliches Klebeband, tesa® 51036, dem gleichen Versuch unterworfen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt.
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Beispiel 3 - C-Form-Prüfung zur Ermittlung der Steifigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen
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Zur Ermittlung der Steifigkeit eines gebogenen Kabelmusters wurde ein Testverfahren entwickelt (C-Kabelmuster-Biegeprüfung). Zur Herstellung eines C-Kabelmusters (siehe 1) wird eine Kabelleitung (10) mit einem Leitungsquerschnitt von 0,35 mm2 100 mal um eine Halterung (1) zu einem Musterleitungssatz gewickelt. Die Halterung (1) weist zwei gegenüberliegende, halbkreisförmige Führungen (2, 3) mit einem Durchmesser von 120 mm auf, die mit einem Abstand (A) von etwa 210 mm beabstandet sind. Der gewickelte Kabelsatz ist in 1 dargestellt.
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Die Zahl der Kabelwicklungen beträgt 100. Es entsteht ein Musterleitungssatz mit einem Durchmesser von 15±5 mm und einem Umfang von 690 mm. An den Apizes der Halbkreissegmente und an jeweils zwei Geradenabschnitten (Schenkeln) wird das Kabelbündel (10) mit Kabelbindern (4, 5, 6, 7, 8, 9) mit einer Zugkraft von 210110 N zusammengeschnürt und fixiert, so dass das das Kabelbündel (10) nach Herausnahme aus der Halterung eine ausreichende Steifigkeit besitzt, um sich nicht zu verformen. Um sie Steifigkeit des Kabelbündels (10) weiter zu verbessern, wird zwischen den Schenkeln des Kabelbündels eine Stütze (11) positioniert und ebenfalls mit Kabelbindern fixiert.
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Das so hergestellte Kabelbündel (10) wird aus der Halterung herausgenommen und mit dem zu prüfenden Klebeband (Breite 19 mm-20 mm) mit einer 50%igen Überlappung umwickelt. Dazu wird mit der Umwicklung an einem Kabelbinder (z.B. 6 oder (7)) des Schenkels in Richtung Kreissegment ((6)->(4) oder (7)->(5)) begonnen. Wenn die Umwicklung den Kabelbinder (4) beziehungsweise (5) am Apex des Halbkreissegments erreicht, wird dieser entfernt und die Wicklung bis zum nächsten Kabelbinder ((4)->(8) beziehungsweise (5)->(9)) des gegenüberliegenden Schenkels fortgeführt. Genauso wird auch an der anderen Seite, am anderen Halbkreissegment verfahren.
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Die so präparierten Muster werden der entsprechenden Vernetzungsmethode (Feuchtigkeit) zugeführt. Mit einem Seitenschneider werden die Muster, benachbart zu den noch vorhandenen Kabelbindern geschnitten, um zwei „C-förmige“ Kabelmuster (C-Kabelmuster) zu erhalten, die an beiden Seiten des halbkreisförmigen, umwickelten Abschnitts jeweils auch einen nicht umwickelten Abschnitt aufweisen. Der Schnitt erfolgt im Abstand des Durchmessers (120 mm) vom Apex des Halbkreissegments, projiziert auf die Kreismitte.
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Mit je einem Stück Kabel werden Schlaufen an die Schenkelenden der Muster gebunden, damit sie an dem einen Ende aufgehängt und am anderen Ende ein Gewicht angehängt werden kann. Die verbliebenen Kabelbinder werden jetzt entfernt, da sie das Prüfergebnis verfälschen können. Der Abstand zwischen den Schenkeln wird nun bestimmt.
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Eines der beiden Muster wird unter Raumtemperatur gelagert und das andere bei 60°C.
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An den jeweiligen unteren Schenkel des „C-Prüflings“ wird ein 1 kg-Gewicht gehängt. Nach einer Stunde wird die Auslenkung des Kabelbündels notiert (Auslenkverhalten 1 h bei RT beziehungsweise 60°C) und das Gewicht entfernt. Nach einer Minute wird die Auslenkung erneut bestimmt (Rückstellverhalten 1 min bei RT beziehungsweise 60°C). Nach einer Stunde wird die Auslenkung dann wieder bestimmt und notiert (Rückstellverhalten 1 h bei RT beziehungsweise 60°C).
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Die ermittelten Werte der C-Form-Verformung wurden in drei Kategorien eingestuft, gut geeignet für die Anwendung, eingeschränkt geeignet für die Anwendung und nicht geeignet für die Anwendung. Die Kategorien wurden wie folgt bewertet:
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Bewertungskategorien C-Form-Biegeversuch (Raumtemperatur und 60°C):
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- + gut geeignet für die Anwendung (30 - 70% Auslenkung)
- O eingeschränkt geeignet für die Anwendung (>15-30%)
- - nicht geeignet für die Anwendung (<15%)
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Bewertungskategorien C-Form-Biegeversuch (Rückstellverhalten bei RT und 60°C):
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- + gut geeignet für die Anwendung (> 50% Auslenkung)
- O eingeschränkt geeignet für die Anwendung (30-50%)
- - nicht geeignet für die Anwendung (<30%)
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Zum Vergleich wurde ein kommerziell erhältliches Klebeband, tesa
® 51036, ein PET-Gewebeband mit einer Acrylatklebemasse, dem gleichen Versuch unterworfen. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1:
| | 3-Punkt Biegeversuch | C-Form-Verformung bei RT | C-Form-Rückstellverhalten bei RT |
| Rezeptur aus Beispiel 1 | + | + | + |
| tesa® 51036 | ○ | - | - |
| | C-Form-Verformung bei 60°C | C-Form-Rückstellverhalten bei 60°C |
| Rezeptur aus Beispiel 1 | + | + |
| tesa® 51036 | - | - |
| Legende: |
| + gut geeignet für die Anwendung |
| o eingeschränkt geeignet für die Anwendung |
| - nicht geeignet für die Anwendung |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1848006 A2 [0002]
- DE 102013213726 A1 [0002]
- EP 2497805 A1 [0002]
- WO 2015/004190 A1 [0005, 0023]
- WO 2018/109425 A1 [0012, 0013, 0014, 0015, 0019, 0020, 0045]
- WO 2018/109493 A1 [0012]
- EP 0071212 B1 [0024]
- EP 1448744 A1 [0031]
